EO- Sumário 12

Raquel Crespo Departamento Física, IST-Tagus Park

I é a corrente total que atravessa a superfície limitada pela linha fechada.

A lei de Ampére é util para calcular o campo magnético gerado por correntes com simetria.

Lei de Ampére

€

B • d l ∫ = µ0 Iin

Integral de linha !

Exemplo 1: Campo magnético produzido por um fio cilindrico de raio R que transporta uma corrente I uniformemente distribuida segundo a secção do fio. I

R

Secção do fio: R r

Direcção de I

B

i) Campo magnético gerado pelo fio dentro deste.

+

R r

Direcção de I

B

B é linear em r.

R

r

Direcção de I

B

B

r R

Gráficamente:

Como esperado !!! Muito mais fácil que a lei de Biot Savart!

ii) Campo magnético gerado pelo fio fora deste.

€

r > R

Junte várias espiras .....

Dentro do solenóide as contribuições para o campo magnético produzido pelas várias espiras tendem a somar-se. O campo magnético é aproximadamente constante dentro do solenóide e paralelo ao seu eixo.

Definição: Um solenóide é constituido por um conjunto de N espiras juntas.

Fora do solenóide as diferentes contribuições tendem a cancelar-se e o campo magnético é aproximadamente zero.

Estas características acentuam-se quanto mais comprido for o solenóide e quanto mais próximas estiverem enroladas as espiras.

Exemplo 2: Campo magnético produzido por um solenóide

Junte vários anéis .....

Semelhante ao campo magnético de uma barra magnética.

Campo magnético produzido por um solenóide

O campo magnético é

constante dentro do

solenóide e zero no

exterior

Usando a lei de Ampére.

B

I

l

N é o número de espiras dentro da superfície definida pela linha fechada C

C

B

I

l

Campo Magnético produzido por um solenóide de comprimento l , N voltas, corrente I. n=N/l (número de voltas por unidade de comprimento).

Força magnética Uma carga de prova q com velocidade v na presença de um campo magnético B fica sugeita a uma força dada por

Diferenças fundamentais entre a força eléctrica e magnética

1) Direcção das forças: –  A força eléctrica numa partícula carregada (estacionária ou

não) é sempre paralela ou antiparalela á direccção do campo eléctrico.

–  A força magnética numa carga em movimento é simultâneamente perpendicular ao campo magnético e á velocidade da partícula. Não existe força magnética numa carga estacionária.

2) Trabalho realizado pela força na partícula:

–  A força eléctrica pode realizar trabalho numa partícula e fazer variar a sua energia cinética.

–  A força magnética não pode realizar trabalho e fazer variar a energia cinética da partícula carregada.

Diferenças fundamentais entre a força eléctrica e magnética

Força magnética produzida em correntes na presença de um campo magnético

€

d F B = I d

l × B ( )

A força F1 produzida no fio 1 tem origem na corrente que percorre o fio 1, I1 e o campo magnético produzido pelo fio 2, B2.

d

Forças magnéticas entre dois fios condutores paralelos percorridos por uma corrente

€

d F B = I d

l × B ( )

Força magnética entre dois fios condutores